桥涵钢筋混凝土裂缝的预防与控制
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[摘要] 桥涵是公路的咽喉，因此在进行桥涵混凝土工程施工时，如何控制桥涵工程质量，成为建设者的首要目标，本文就如何预防与控制桥涵钢筋混凝土裂缝进行探讨。
[关键词] 桥涵；钢筋混凝土裂缝；微裂缝；成因；预防；控制
1、混凝土微裂缝
钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。确切地说，混凝土在凝结硬化过程中就有微裂缝存在，这是因为混凝土中的水泥石和骨料在温湿度变化条件下产生不均匀的体积变形，而它们又粘结在一起不能自由变形，于是形成相互间的约束应力；一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的黏结强度，以及水泥石自身的抗拉强度，就会产生微裂缝。
2、混凝土产生裂缝的原因
混凝土裂缝的产生，都是微裂缝发展的结果。就其本身而言，一般认为是混凝土材料变形约束所引起的内应力大于材料抗拉强度所致。
2.1因环境因素影响形成缺陷和裂缝。
主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格(如碱骨料反应)，模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土构件多次受冰冻，即溶解循环作用，使混凝土中产生内应力，促进已有裂缝发展，结构疏松，表面龟裂，表层剥落，严重时会导致整体崩溃。
2.2因构件受力、变形形成缺陷和裂缝。
中心受拉、中心受压、受弯、受剪、受冲切、梁的混凝土收缩和温度变形。当这种拉应力和变形超过混凝土的允许拉应力时就会在混凝土表面形成裂缝。在施工过程中产生的蜂窝、麻面、孔洞、露筋、施工缝、夹层等质量缺陷助长了裂缝的形成与发展，最终危及桥涵结构的安全。
2.3施工违反操作规程形成缺陷和裂缝。
塑性混凝土下沉，被顶部钢筋所阻，形成沿钢筋的裂缝；混凝土振捣不密实，出现蜂窝，易形成各种受力裂缝的起点；混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发，引起混凝土浇注时坍落度过低，使得在混凝土体积中出现不规则的网状裂缝；过早拆模，混凝土尚未建立足够强度，构件在实际施加荷载与自身的重力荷载作用下，容易发生各种受力裂缝等。
2.4材料选配不当形成缺陷和裂缝。
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。使用过期水泥，骨料含泥过量，含活性SiO2，水泥中含碱量过高，骨料含石灰石，水泥水化热大等均可导致结构出现裂缝。
2.5施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。
3、控制和预防措施
3.1由于砼搅拌运输时间过长、浇筑速度过快、振捣不实、施工缝做法不当、模板走动等原因形成的裂缝可以按照《混凝土施工规程》严格执行混凝土拌制、运输、浇筑、振捣施工缝设置和旧混凝土连接，按模板制作、拆模以及养护方面的规定来防止。分别采用一般混凝土裂缝补强措施或采用充填混凝土材料、钢锚栓加固、粘钢板加固、预应力加固等补救措施。
3.2对水泥、水、骨料、外加剂、钢筋材料选用不当形成的裂缝，必须用对进场原材料按照国家标准进行严格检查和验收的办法加以预防，凡不合格的次品材料一律不得使用，或经试验后降低等级使用；这是因为一旦因材料选用不当而发生的质量问题，往往带有普遍性。
3.3地基过大不均匀沉降产生过宽裂缝时，进行建筑物在使用阶段的沉降验算可以防止这些裂缝的出现，对已出现这类裂缝的结构，要采用地基基础的防治措施对地基基础妥善处理后，再采用建筑结构的加固措施来解决。
3.4由于天气干燥、初期养护不好、混凝土早期受冻、大气温湿度的变化产生的裂缝分别采用加强混凝土结硬化过程的自然养护、蓄热养护，采用引气剂使混凝土内部均匀分布气泡，预留温度伸缩缝等措施修补。受冻严重的构件，有的要拆除，有的要加固后方可使用。
3.5由于承受荷载使构件产生过宽裂缝，合理地进行设计，可以防止这些裂缝出现；对已出现的过宽裂缝的构件要采用加固措施进行加固。
3.6对因使用及环境条件变化而产生的裂缝，要依据不同性质采用不同的防治措施。①因多次冻融而产生的裂缝，除对已形成缺陷和损坏的部分予以补强或加固外，宜添加对受冻混凝土构件的保温措施；②因处于侵蚀性介质中而产生的大面积的缺陷损伤，除应剔除受腐蚀和损伤的部位予以补强或加固外，应使用矿渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保护；③因地震灾害的损伤要采用抗震构造措施来预防；对已产生的不太严重的地震损伤可参考震损建筑修复加固的办法来解决。
3.7从改善约束条件着手，合理地分缝分块；避免基础过大起伏；合理地安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。
3.8从控制温度着手，采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。
此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性十分困难，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
4、混凝土的早期养护
实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降。因此，混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求:①防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；②防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝；③防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到二个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。
5、结束语
桥涵从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。设计疏漏、施工低劣、监理不力，均可能使桥涵钢筋混凝土出现裂缝。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时控制和预防裂缝产生，也是相当重要的一个环节。
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